造一顆芯片有多難？中國(guó)為什么造不出自己的芯片？
一顆芯片的制造工藝非常復(fù)雜，一條生產(chǎn)線大約涉及50多個(gè)行業(yè)、2000-5000道工序 。就拿代工廠來(lái)說(shuō)，需要先將“砂子”提純成硅，再切成晶元，然后加工晶元 。晶元加工廠包含前后兩道工藝，前道工藝分幾大模塊——光刻、薄膜、刻蝕、清洗、注入；后道工藝主要是封裝——互聯(lián)、打線、密封 。其中，光刻是制造和設(shè)計(jì)的紐帶 。
其中許多工藝都在獨(dú)立的工廠進(jìn)行，而使用的設(shè)備也需要專門的設(shè)備廠制造；使用的材料包括幾百種特種氣體、液體、靶材，都需要專門的化工工業(yè) 。另外，集成電路的生產(chǎn)都是在超凈間進(jìn)行的，因此還需要排風(fēng)和空氣凈化等系統(tǒng) 。
有說(shuō)法認(rèn)為，集成電路是比航天還要高的高科技 。業(yè)內(nèi)人士表示，這種說(shuō)法也不無(wú)道理，“航天的可靠性估計(jì)也就4個(gè)9、5個(gè)9的樣子(X個(gè)9表示在軟件系統(tǒng)一年時(shí)間的使用過(guò)程中，系統(tǒng)可以正常使用時(shí)間與總時(shí)間之比) 。現(xiàn)在硅晶圓材料的純度就要6個(gè)9以上 。
但是即使這么難，造一顆芯片對(duì)于現(xiàn)在的中國(guó)也可以說(shuō)是小菜一碟 。難的是全部都用國(guó)產(chǎn)技術(shù)去造一顆頂級(jí)的高端芯片 。芯片這個(gè)行業(yè)是極高技術(shù)含量和相當(dāng)大規(guī)模的行業(yè)，現(xiàn)在每年銷售額兩三萬(wàn)億人民幣，加上半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展和行業(yè)成長(zhǎng)行業(yè)投入，不是短時(shí)間就跑到排第一位置上去的 。中國(guó)需要時(shí)間 。
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【是芯片制造難？還是光刻機(jī)難？我們?yōu)楹沃圃觳怀鲎约旱男酒兀繛椤?br />其實(shí)，我一直認(rèn)為，芯片技術(shù)是一種綜合性的技術(shù)，而光刻機(jī)技術(shù)就像一把“尖刀”，刺在了我們心口，因此芯片是命，光刻機(jī)是命的防護(hù) 。
【造一顆芯片有多難？中國(guó)為什么造不出自己的芯片？】但是，我國(guó)一方面因?yàn)楣饪虣C(jī)技術(shù)的掣肘，對(duì)于我們而言，沒(méi)有光刻機(jī)，就好比時(shí)刻警惕這種芯片的危機(jī) 。那么，芯片制造難不難？沒(méi)有光刻機(jī)行不行呢？
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01芯片制造的難度，通過(guò)制造步驟就知道
我們知道如果一款芯片成型，并且進(jìn)入到設(shè)備中，需要經(jīng)過(guò)四個(gè)步驟，它們分別是設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試 。而設(shè)計(jì)和制造可以說(shuō)是芯片設(shè)計(jì)的精髓，如果說(shuō)設(shè)計(jì)的話，我們熟知的高通，蘋果，華為實(shí)際上都是設(shè)計(jì)類的公司 。
它們通過(guò)EDA軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，必須和大家提到的是，這款軟件本身就是我們芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域的軟肋 。現(xiàn)在設(shè)計(jì)上，華為已經(jīng)能夠做到符合我們對(duì)于設(shè)計(jì)的需求，關(guān)鍵是在制造方面 。
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我們說(shuō)說(shuō)芯片制造的步驟，這樣你可能更容易知道芯片制造的難度 。
第一步：我們需要的是將晶圓從沙子里提煉出來(lái)，提煉的單晶硅，做成了硅錠，再把硅錠加工切割成一個(gè)一個(gè)的圓片，這就叫晶圓 。
第二步：這時(shí)候，我們通過(guò)在晶圓上涂抹一層光刻膠（通過(guò)紫外光照射可以固化，但是它又容易被水溶解）制約我們的又一個(gè)因素，這里需要提到的是：光刻膠，它主要來(lái)自于日本和美國(guó)，特別是高端光刻膠，并且涂膠顯影機(jī)只有日本有 。
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第三步：關(guān)系到光刻機(jī)領(lǐng)域 。首先必須在晶圓上已經(jīng)涂抹了一層光刻膠，需要我們通過(guò)光刻機(jī)的特殊光源，將膠水固化，而且一定是按照之前設(shè)計(jì)好的線路圖 。沒(méi)有它你的晶圓就不能夠固化線路圖 。很遺憾的是，美國(guó)的光源，德國(guó)的鏡頭等等組成了ASML的光刻機(jī) 。
第四步：蝕刻，我國(guó)的蝕刻技術(shù)已經(jīng)發(fā)展非常迅速了 。我們需要溶解掉一些多余的涂層 。剛才的光刻膠已經(jīng)固化，可是我們必須得知道部分不需要的涂層也存在了 。
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通過(guò)進(jìn)入蝕刻，再溶解掉不需要的涂層，留下光刻的部分，并形成一道道的凹槽 。需要將凹槽中注入其它離子元素，用以改變單晶硅的導(dǎo)電特性 。
02芯片難度：一環(huán)扣一環(huán)
我們必須知道，芯片的步驟中，我們?nèi)狈Φ牟粌H僅是光刻機(jī) 。甚至還包括設(shè)計(jì)領(lǐng)域的EDA設(shè)計(jì)軟件；制造端領(lǐng)域的：日本美國(guó)鉗制的光刻膠，日本的涂膠顯影機(jī)，荷蘭的光刻機(jī)，以及日本的離子注入機(jī)都是關(guān)鍵部位 。
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而核心的光刻機(jī)部分，在華為被美國(guó)新的政策影響下，甚至?xí)屛覀児饪虣C(jī)技術(shù)頗受影響，如果沒(méi)有它，芯片就根本不能夠成型 。
雖然，上海微電子已經(jīng)預(yù)計(jì)明年推出22nm工藝制程的光刻機(jī)，并且還有報(bào)道稱武漢光電國(guó)家研究甘棕松團(tuán)隊(duì)采用二束激光在自研的光刻膠上突破了光束衍射極限的限制，采用遠(yuǎn)場(chǎng)光學(xué)的辦法，光刻出最小9nm線寬的線段 。但是，和目前的ASML的7nm EUV差異很大 。
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芯片難，光刻機(jī)難，但是我們確實(shí)需要打破束縛，走出一條不同的路，這條路難卻值得我們?nèi)コ?。
其他網(wǎng)友觀點(diǎn)1題2問(wèn)，2問(wèn)都是大問(wèn)題 。而所謂中國(guó)自己的芯片，就是國(guó)產(chǎn)化的，關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控，無(wú)論高中低端 。
我在回答之先也提出2問(wèn) 。過(guò)去，在明知造一顆芯片有多難的同時(shí)，中國(guó)相關(guān)企業(yè)造出中國(guó)自己芯片的決心有多堅(jiān)？中國(guó)芯片行業(yè)對(duì)造出中國(guó)自己芯片的意志又有多堅(jiān)？
1“芯片不是神造的，也是人造的”這個(gè)說(shuō)法既宣示了個(gè)人的決心和信心又道破了他人造就的事實(shí)和現(xiàn)狀
關(guān)鍵在于中國(guó)人正是造就既有事實(shí)和現(xiàn)狀的人當(dāng)中最厲害的 。大家都說(shuō)造一顆芯片有多難有多難，但最頂級(jí)的芯片是由臺(tái)積電人造出來(lái)的，當(dāng)然是給他人造的，讓包括華為在內(nèi)的國(guó)內(nèi)外公司所擁有的國(guó)際領(lǐng)先芯片設(shè)計(jì)技術(shù)變成了高端芯片 。臺(tái)積電所采用的技術(shù)全都是自己的嗎？不是的，僅就最關(guān)鍵的依托性技術(shù)而言，就是荷蘭ASML公司所擁有的含有美國(guó)技術(shù)的世界頂尖光刻機(jī)制造技術(shù) 。
并非完全屬于自己的世界頂尖芯片制造技術(shù)與并非完全屬于他人的世界頂尖芯片設(shè)備制造技術(shù)的結(jié)合讓造一顆高端芯片也變得不再那么難了 。證明了中國(guó)人已經(jīng)造出了那么難的芯片，也表明了比亞迪創(chuàng)始人王傳福的那句話并沒(méi)有被淪為一句口號(hào)，妥妥地落地了 。
2同樣是中國(guó)人的中芯國(guó)際人為什么不能給華為公司造出高端芯片？
中芯國(guó)際所擁有的芯片制造技術(shù)中有美國(guó)的 。這跟臺(tái)積電一個(gè)樣，但屬于自己的那些技術(shù)卻比臺(tái)積電差遠(yuǎn)了 。
中芯國(guó)際所依托的芯片設(shè)備技術(shù)是外國(guó)的 。其中有美國(guó)的，這也跟臺(tái)積電一個(gè)樣，但那整個(gè)的技術(shù)卻比臺(tái)積電所依托的低多了，DUV而非EUV，是落后制程而非領(lǐng)先制程，其中的原因之一是荷蘭由于美國(guó)阻攔而還沒(méi)有供給那臺(tái)世界頂級(jí)光刻機(jī) 。
中芯國(guó)際所以才至今不僅只能制造出中低端芯片又連這樣的芯片也不能給華為代工 。眼睜睜地看著華為被卡脖子，特別是高端麒麟芯片絕版，中芯國(guó)際自己也被美國(guó)給卡了 。
中芯國(guó)際為什么預(yù)訂了ASML公司的極紫外光刻機(jī)？因?yàn)槲覀儑?guó)內(nèi)的企業(yè)還沒(méi)有造出來(lái)，比如上海微電子只有90納米制程的，很快就有的28納米制程也落后很多 。如果國(guó)內(nèi)有了同為世界頂級(jí)的光刻機(jī)，中芯國(guó)際就一定會(huì)優(yōu)先或者唯獨(dú)購(gòu)進(jìn)，當(dāng)然，有了高端光刻機(jī)，中芯國(guó)際也不能立馬造出高端芯片，連中國(guó)自己的中低端芯片都不能立馬造出來(lái)，都要經(jīng)歷一個(gè)不算短的過(guò)程 。
3為什么中芯國(guó)際和上海微電子等大陸企業(yè)至今連中低端的中國(guó)自己芯片也沒(méi)造出來(lái)？
造一顆芯片的確那么難是必須承認(rèn)的 。特別是難在造高端芯片的高端光刻機(jī)制造上，舉世公認(rèn) 。在我國(guó)，高端芯片設(shè)計(jì)技術(shù)還有封裝和測(cè)試技術(shù)都達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)和領(lǐng)先水平已是客觀事實(shí)，而芯片制造技術(shù)和芯片設(shè)備制造技術(shù)這2個(gè)難卻仍是客觀存在，都面臨著高端化和國(guó)產(chǎn)化2道難關(guān) 。
肯定有相關(guān)企業(yè)自身的原因 。一定是因?yàn)橹圃斐鲋袊?guó)自己芯片的決心還不像華為公司設(shè)計(jì)出中國(guó)自己芯片的決心那樣堅(jiān)定不移，盡管華為自己也面臨著“國(guó)產(chǎn)化”的難關(guān) 。明明起步早于華為嘛，與臺(tái)積電相比也早，初期則發(fā)展迅速，此后卻停滯不前；燒的時(shí)間和金錢已經(jīng)不少了，包括燒了不少國(guó)家給投的錢，華為卻全是燒自己賺的錢 。
國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)制造出中國(guó)自己芯片的意志呢？也不像華為公司那樣堅(jiān)定不移，購(gòu)買外國(guó)芯片產(chǎn)品和光刻設(shè)備的意愿與主張則帶有一貫性，還帶有一定的主導(dǎo)性，順應(yīng)著那些企業(yè)引進(jìn)、依賴外人的心思，雖然也有組織相關(guān)企業(yè)落實(shí)國(guó)家“引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新”這個(gè)一貫主張的實(shí)際行動(dòng) 。
國(guó)內(nèi)為什么會(huì)出現(xiàn)讓芯片自主制造和技術(shù)自主創(chuàng)新口號(hào)化與淺層化的情況？至少，與行業(yè)以前的管理層意在追求短期行為、志在追求當(dāng)前業(yè)績(jī)是有關(guān)的 。一屆又一屆，不會(huì)沒(méi)看到中國(guó)是世界上最大的芯片市場(chǎng)吧，世界各國(guó)中最多的國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商無(wú)一不需要高中低端芯片，華為還需要高端芯片代工廠呢；更不會(huì)沒(méi)看到實(shí)際上成了被別人拿走大錢的最大市場(chǎng)，最多的國(guó)產(chǎn)手機(jī)廠商都給別人交了大錢，華為后來(lái)倒是不再買高通的高端芯片；也一定看到了美國(guó)一直在封鎖與光刻機(jī)制造相關(guān)的技術(shù)，就是想讓掙小錢、給打工，這個(gè)意圖明明白白，而要突破技術(shù)封鎖這道難關(guān)就只有依靠自己持續(xù)不斷地并且從底層開(kāi)始研發(fā)這一個(gè)主要的辦法，這個(gè)道理淺顯易懂 。
4未來(lái)將給出與過(guò)去相反的結(jié)論
現(xiàn)在仍然沒(méi)有造出中國(guó)自己的芯片根本上不是技術(shù)問(wèn)題 。換言之，并不是我們國(guó)內(nèi)大陸半導(dǎo)體人造不出來(lái) 。
中國(guó)大陸人將來(lái)完全可以造出中國(guó)自己的芯片 。這是必定的，只是還需要燒很多的錢、很多的時(shí)間，而過(guò)去的中國(guó)大陸半導(dǎo)體人已經(jīng)奠定了并不算淺薄的技術(shù)基礎(chǔ)，這是必須予以充分肯定的 。
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